旋臂與旋轉(zhuǎn)水曹氫氣泡流場(chǎng)結(jié)構(gòu)顯示和流體動(dòng)力參數(shù)測(cè)量控制實(shí)驗(yàn)裝置研究.pdf

1、針對(duì)低速實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)與電磁流體流動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)的需要，本文采用基于DSP的測(cè)量控制平臺(tái)研制了圓柱等物體繞流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)診斷及流體動(dòng)力參數(shù)測(cè)量控制實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置由旋臂與旋轉(zhuǎn)水槽高穩(wěn)定度流場(chǎng)形成裝置、電氣控制設(shè)備、流場(chǎng)結(jié)構(gòu)顯示裝置、流體動(dòng)力參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)和DSP測(cè)量控制平臺(tái)系統(tǒng)組成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，設(shè)計(jì)并研制了旋臂與旋轉(zhuǎn)水槽系統(tǒng)，利用DSP控制平臺(tái)系統(tǒng)輸出兩路脈沖周期可實(shí)時(shí)調(diào)整的方波信號(hào)，分別控制細(xì)鉑絲(直徑17微米)上的電壓和自體散射片光照明光源

2、，以控制產(chǎn)生微氫氣泡和照明流場(chǎng)相關(guān)區(qū)域，達(dá)到顯示流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的目的，進(jìn)而診斷圓柱等物體繞流流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；再通過(guò)DSP測(cè)量控制平臺(tái)系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換通道，采樣接收經(jīng)過(guò)濾波、整形與放大等信號(hào)處理后的阻力與升力傳感器的電壓信號(hào)，以獲得流體對(duì)置于流場(chǎng)中物體的阻力與升力等相關(guān)流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
　　 本文研制的旋臂與旋轉(zhuǎn)水槽氫氣泡流場(chǎng)結(jié)構(gòu)顯示和流體動(dòng)力參數(shù)測(cè)量控制實(shí)驗(yàn)裝置，采用TMS320F2812(DSP芯片)測(cè)量控制平臺(tái)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)診

3、斷及流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量控制的功能，能分別在歐拉坐標(biāo)系和拉格朗日坐標(biāo)系下進(jìn)行流體力學(xué)與流動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究工作。本文采用DSP測(cè)量控制平臺(tái)系統(tǒng)的通用I/O口輸出1Hz～255Hz頻率可調(diào)控的方波信號(hào)，通過(guò)固體開(kāi)關(guān)輸出數(shù)值大小可調(diào)控的電壓，以控制鉑絲產(chǎn)生氫氣泡的強(qiáng)度與時(shí)間線的周期間隔，以及自體散射片光照明光源的強(qiáng)度；使用A/D模塊對(duì)來(lái)自傳感器的升力、阻力信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，本文采用軟件控制模數(shù)轉(zhuǎn)換的周期為0.1秒，采樣長(zhǎng)度可在1～2000范圍內(nèi)實(shí)